资源简介

(共30张PPT)
第2节 生态系统的能量流动
第二课时
第3章 生态系统及其稳定性
自身呼吸作用消耗
流向分解者
未利用
流向下一
营养级
1.生产者的同化量： 。
2.生产者用于生长发育繁殖的能量： 。
3.初级消费者的同化量： 。
4.初级消费者用于生长发育繁殖的能量： 。
W1或A1+B1+C1+D1
W1-A1或B1+C1+D1
D1或A2+B2+C2+D2
D1-A2或B2+C2+D2
回顾:能量流动的过程
1.能量流动的起点：
2.能量流动的途径：
3.能量流动中能量形式的变化：
4.能量在食物链中流动的形式：
9.能量散失的主要途径：
5.能量流动的方向(以箭头表示)：
6.箭头由粗到细：
7.方块面积越来越小：
8.蓝色箭头表示：
生产者(主要是绿色植物)固定的太阳能
食物链和食物网
太阳光能 内有机物化学能 热能
有机物(食物)中的化学能
单向流动
表示流入下一个营养级的能量逐渐递减
营养级别越高，促存在生物体内的就越少
该能量是散失到系统外的，不能再利用的能量
通过呼吸作用以热能形式散失
回顾:能量流动的过程
02
能量流动的特点
能量流动的特点
思考.讨论
---分析赛达伯格湖的能量流动
林德曼 R.L.Lindeman
美国生态学家 1915-1942
他通过对一个结构相对简单的天然湖泊——赛达伯格湖的能量流动进行的定量分析，提出了“十分之一定律”。
能量流动的特点
思考.讨论
---分析赛达伯格湖的能量流动
将数据换算为国际单位（Cal和J之间的换算），并将表格内容呈现为通用的能量流动图解模型。（注：图示换算后的数据与原始数据有一定出入，尤其是植食性动物流向分解者部分，可能改成下图时，整理者重新估算了数据）
生产者
464.6
植食性动物
62.8
肉食性动物
12.6
分解者
14.6
62.8
12.6
96.3
293
18.8
29.3
7.5
5.0
12.5
2.1
微量
太阳能
未固定
呼吸作用
122.6
未利用
327.3
讨论：
1.以表格形式，将图中数据进行整理。例如，可以将每一营养级的能量“流入”和“流出”整理为一份清单（注意：此处“流出”特指输入后一个营养级的能量）
图中数字为数值，单位是J/（cm2 a）。图中“未固定”是指未被固定的太阳能。“未利用”是指未被自身呼吸作用消耗，也未被后一营养级和分解者利用的能量。
464.6
62.8
12.6
62.8
12.6
生物所处的营养级越高,获取的能量越___,说明能量流动具有__________的特点。
少
逐级递减
能量流动的特点
思考.讨论
---分析赛达伯格湖的能量流动
2. 计算“流出”该营养级的能量占“流入”该营养级能量的百分比。
【答案】
464.6
62.8
12.6
62.8
12.6
13.52%
20.06%
能量传递效率=
某一营养级的同化量
上一营养级的同化量
能量在相邻两个营养级间的
传递效率是10％～20％
能量流动的特点
思考.讨论
---分析赛达伯格湖的能量流动
能量流动的特点
思考.讨论
---分析赛达伯格湖的能量流动
3. 流入某一营养级的能量，为什么不会百分之百地流到下一个营养级？
【提示】流入某一营养级的能量主要有以下去向：一部分通过该营养级的呼吸作用散失了;一部分以排出物、遗体或残枝败叶的形式被分解者利用；还有一部分末能进入(未被捕食)下一营养级；其他的才是流入下一营养级的能量。所以，流入某一营养级的能量不可能百分之百地流到下一营养级。
4. 通过以上分析，你能总结出什么规律？
【提示】生态系统中的能量流动是单向的；能量在流动过程中逐级递减。
能量流动的特点
单向流动
逐级递减
能量只能沿着食物链由低营养级流向高营养级，再依次流向后面的各个营养级，不可逆转，也不能循环流动
一般来说，在输入到某一个营养级的能量中，只有10%—20%的能量能够流动下一个营养级。即，能量在相邻两个营养级之间的传递效率是10%—20%。
在一个生态系统中，营养级越多，能量流动过程中消耗的能量就越多，因此，生态系统中的能量流动一般不超过5个营养级。
原因:
生物间的捕食关系是一定的
(生物之间的捕食关系是长期自然选择的结果 )
散失的热能不能被生物体再利用
自身呼吸散失
原因:
分解者利用
未利用
小结:能量流动的特点
任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充，以维持生态系统的正常运行 P57小黑
对一个稳定的生态系统而言，初级生产量（P）=整个生态系统的呼吸量（R）
如果一个生态系统获得的系统外能量补充减少，导致P＜R，该系统将退化甚至崩溃
小结:能量流动的特点
请同学们将赛达伯格湖的能量流动数据，用相应面积或体积的图形表示，并按营养级由低到高排列。
生态金字塔
能量金字塔 生物量金字塔 数量金字塔
03
生态金字塔
生态金字塔
1.什么是能量金字塔？有何特点及意义？
2.什么是生物量金字塔？有何特点及意义？在什么情况可能是倒置的？
3.什么是数量金字塔？有何特点及意义？在什么情况可能是倒置的？
4.列表从含义、形状、特点、意义等方面比较三种金字塔的异同。
5.研究能量流动有何实践意义？请举例说明。
请同学们自主阅读教材P57-58，思考讨论完成问题。
第一营养级
第二营养级
第三营养级
第四营养级
生态金字塔
1.能量金字塔：
将单位时间内各营养级所得到的能量数值转换为相应面积（或体积）的图形。
（1）特点
通常都是上窄下宽的正金字塔形。
（2）原因
能量在流动中总是逐级递减的。
（3）意义
直观的反映出生态系统各营养级间能量的关系。
天然生态系统一定为上窄下宽的金字塔形，而某些人工生态系统（如人工鱼塘）因人工投放饲料中的能量，可出现倒置的金字塔形。
第二营养级
第一营养级
干重 g/m2
1.5
11
37
809
营养级
第四营养级
第三营养级
2.生物量金字塔：
用表示能量金字塔中的方法表示各营养级的生物量（每个营养级所容纳的有机物的总干重），即为生物量金字塔。
（1）特点
一般为正金字塔形，有可能倒置
（2）原因
一般来说植物的总干重通常大于植食性动物的总干重，而植食性动物的总干重也大于肉食性动物的总干重。
（3）意义
直观的反映生态系统各营养级所容纳的有机物的总干重的关系。
生态金字塔
2.生物量金字塔：
在什么情况下，生物量金字塔可能是上宽下窄倒置的金字塔形？
在海洋生态系统中，由于生产者(浮游植物)的个体小，寿命短，又会不断地被浮游动物吃掉，所以某一时刻调查到的浮游植物的生物量可能低于浮游动物的生物量。
总的来看，一年中浮游植物的总的生物量还是比浮游动物的要多。
生态金字塔
3.数量金字塔：
如果表示各个营养级的生物个体的数目比值关系，就形成数量金字塔。
（1）特点
一般为正金字塔形，有时会出现倒金字塔形。
（2）原因
如果消费者的个体小而生产者的个体大，则会呈现倒置金字塔。
营养级
第二营养级
第一营养级
个体数量
鼠
草
鼬
第三营养级
营养级
第二营养级
第一营养级
个体数量
昆虫
树
生态金字塔
3.数量金字塔：
如果表示各个营养级的生物个体的数目比值关系，就形成数量金字塔。
营养级
第二营养级
第一营养级
个体数量
鼠
草
鼬
第三营养级
营养级
第二营养级
第一营养级
个体数量
昆虫
树
（3）意义
直观的反映生态系统各营养级的生物个体的数目比值关系。
人类位于食物链的顶端，从能量金字塔来看，人口数量日益增长，这会对地球上现有的生态系统造成什么影响？
生态金字塔
能量金字塔 生物量金字塔 数量金字塔
形状
每一层 含义
特点
象征意义
单位时间内，食物链中每一营养级生物所同化的能量的多少
自然生态系统一定为正金字塔
能量在流动过程中总是逐级递减
单位时间内，每一营养级生物的有机物的总干重
一般为正金字塔,有时会出现倒金字塔形
一般生物量(现存生物有机物的总干重)随食物链中营养级的升高而减少
每一营养级生物个体的数目
一般为正金字塔,有时会出现倒金字塔形
一般生物个体数目在食物链中随营养级升高而减少
生态金字塔
1.如图为某一生态系统的能量金字塔，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，E1、E2代表能量的形式。下列叙述正确的是
A.Ⅰ是消费者
B.Ⅳ为分解者
C.E1为太阳能，E2为热能
D.能量可在食物链中循环利用
典题应用
√
2.甲、乙、丙、丁是某同学绘制的生态金字塔。下列与之相关的说法，错误的是
A.生态金字塔包括能量金字塔、生物量金字塔和数量金字塔，基本呈现图丙所示形态
B.由于能量流动具有逐级递减的特征，能量金字塔通常呈现图丙所示形态
C.不能用图甲表示生物数量金字塔
D.生态金字塔中每一层代表一个营养级，分解者不包含在其中
√
04
研究能量流动的实践意义
1. 研究生态系统的能量流动，可以帮助人们将生物在时间、空间上进行
合理配置，增大流入某个生态系统的总能量。
甘蔗和大豆间种
冬小麦夏玉米套作
蔬菜大棚中的多层育苗
稻-萍-蛙立体农业生产
研究能量流动的实践意义
农业生产的间作套种、多层育苗、稻—萍—蛙等立体农业生产方式。这样的生产方式有什么好处？
充分利用空间和资源，获得更大的收益
2. 帮助人们科学地规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。
实现了对能量的多级利用，大大提高了能量的利用率。
用秸秆作饲料
粪便制作沼气
沼渣肥田
研究能量流动的实践意义
例如：秸秆用作饲料喂牲畜，可获得肉、蛋、奶等；用牲畜的粪便生产沼气，沼气池中的沼渣还可以作为肥料还田。
饲料
稻谷
人类
秸杆
粪
一级利用
牛
太阳能
二级利用
焚烧
水稻
食用菌
二级利用
菌渣
猪、羊
三级利用
沼气池
粪
三级利用
能量传递效率：能量在相邻两个营养级之间传递，传递效率为10%~20%。
能量传递效率≠能量利用率
一般来说，食物链越短，能量利用率越高。
能量利用率 =
生产者固定总能量
流入最高营养级的能量
×100%
能量利用率：流入最高营养级的能量占生产者能量的比值，或考虑分解者的参与，以实现能量的多级利用。
=
某一营养级同化量
上一营养级同化量
能量传递效率
×100%
3. 可以帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
草场
载畜量
过少
不能充分利用牧草所能提供的能量
过多
造成草场退化，使畜产品的产量下降
合理确定载畜量，才能保持畜产品的持续高产。
稻田
除草、除虫
使稻田高产
研究能量流动的实践意义
根据生态系统的能量流动规律，在实际生产生活中借鉴以下措施：
(1)尽量缩短食物链。
(2)充分利用生产者。
(3)充分利用分解者，如利用秸秆培育食用菌、利用植物残体生产沼气等。
补充：2.某市在落实“禁烧秸秆”工作的过程中，化“堵”为“疏”，引导农民设计建立了如下生态系统模式图，阅读教材思考如下问题：
(1)相比农作物秸秆直接燃烧，上述生态系统实现了农作物中能量的__________，提高了____________。这说明：研究能量流动可帮助人们____________、设计人工生态系统，使能量得到________的利用。例如，在森林中，最好使能量多储存在木材中；在草原牧场上，则最好使能量多流向牛、羊等牲畜体内，获得更多的毛、肉、皮、奶等畜产品。
多级利用
能量利用率
科学规划
最有效
(2)有人说：“由于上述生态系统是人工设计的，所以其中营养级之间能量的传递效率可由人类任意控制。”你认为对吗？
(3)在上述生态系统中，人们为提高农作物的产量，要经常到田间除草、灭虫、灭鼠。这样能合理调整生态系统中的____________关系，使能量持续高效地流向____________________。
不对。人们虽然可设法调整能量流动方向，使能量流向对人类最有益的部分，但不能改变能量的传递效率。
能量流动
对人类最有益的部分
二、拓展应用
1. (1)分析这两幅图，完成这两个生态系统的能量流动图解。
练习与应用
(2)哪个生态系统的能量能够更多地被人类所利用？为什么？

展开更多......

收起↑